《备考指南化学》课件-第7章第1节

化学反应速率与化学平衡第七章

第一节化学反应速率及其影响因素栏目导航01必备知识关键能力04配套训练02研解素养悟法猎技03真题体验领悟高考必备知识关键能力1化学反应速率1．化学反应速率【答案】快慢减少增多mol·L－1·min－1

mol·L－1·s－12．化学反应速率与化学计量数的关系同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能______，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的____________之比。如在反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。不同化学计量数3．注意事项(1)化学反应速率是指一定时间内的______速率，而不是______速率，且只取____值。(2)同一化学反应，在同一时间段内用不同物质表示的反应速率，其数值可能______，但表示反应的快慢程度________。(3)一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。平均瞬时正不同相同计算化学反应速率时，我们往往忽略容器的体积，特别是给出的是物质的量的变化量时，一定要先转化为物质的量浓度的变化量，再进行计算。易错辨析(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同 (

)(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率 (

)(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×

(7)√

(8)×1．(2022·广东普宁期末)T

℃时，在0.5L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是

(

)突破一化学反应速率的计算【答案】D2．(2022·广东湛江期中)在5L的恒容密闭容器中进行反应4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)，2min后，NH3减少了0.4mol，则该反应的化学反应速率表示正确的是 (

)A．v(NH3)＝0.004mol·L－1·min－1B．v(H2O)＝0.001mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.006mol·L－1·s－1D．v(N2)＝0.005mol·L－1·min－1【答案】B3．(2022·广东珠海第二中学期中)反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)＝0.45mol/(L·min)、②v(B)＝0.6mol/(L·s)、③v(C)＝0.4mol/(L·s)、④v(D)＝0.45mol/(L·s)。下列有关反应速率的比较中正确的是 (

)A．④>③＝②>① B．①>④>③＝②C．①>②>③>④ D．④>③>②>①【答案】A突破二化学反应速率大小的比较【答案】A化学反应速率的影响因素活化能1.内因(主要因素)反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为________。Mg>Al2.外因(其他条件不变)【答案】加快减慢加快减慢加快减慢相同接触面积浓度对化学反应速率的影响的理解(1)固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。(2)浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。(3)体系中各组分气体浓度同等程度的改变相当于压强的改变。3．有效碰撞理论(1)基元反应、有效碰撞、活化分子、活化能。①基元反应：指反应物分子在碰撞过程中相互作用直接转化为生成物分子的反应，又称__________。②有效碰撞：能够发生__________的碰撞。③活化分子：能够发生__________的分子。简单反应化学反应有效碰撞④活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫作反应的________，活化能越小，普通分子就越______变成活化分子。如图所示，反应物的活化能是______(图中途径______表示非催化反应，途径________表示使用催化剂反应，其中表示使用催化剂的活化能是________)，反应热是__________。活化能(2)活化分子数与化学反应速率的关系。单位体积内____________越多，单位时间内___________的次数越多，化学反应速率________。容易E1ⅠⅡE3E1－E2活化分子数有效碰撞越快4．速率的理论微观解释——有效碰撞理论判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)催化剂能改变反应的活化能 (

)(2)升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小 (

)(3)升温使反应物活化分子百分数增大，使反应速率增大 (

)(4)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大

(

)(5)碳酸钙与稀盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率

(

)易错辨析(6)人们把活化分子具有的能量叫作活化能 (

)(7)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大 (

)(8)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜溶液能够提高反应速率

(

)(9)活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成，而且温度对其反应速率几乎没有影响 (

)【答案】(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×(6)×

(7)√

(8)√

(9)√1．(2022·广东惠州期末)下列措施中，不能达到增大反应速率实验目的的是

(

)A．铁和稀盐酸反应制氢气时，用铁粉代替铁片B．常温下用浓硫酸代替稀硫酸与铝反应制氢气C．乙酸和乙醇进行酯化反应时采取加热措施D．H2O2分解制O2时加入少量MnO2【答案】B突破一外界条件对化学反应速率的影响2．(2022·广东东莞联考)纯净的碳酸钙与稀盐酸反应，不同时间收集到CO2的量如图所示。下列分析不合理的是 (

)A．EF段反应速率最快B．FG段生成的CO2最多C．用CO2物质的量变化表示OE段的反应速率为0.05mol/minD．为降低该反应速率，可向稀盐酸中加入适量的NaCl溶液【答案】BA．T1＜T2B．从反应开始o点分别至a、c两点的平均反应速率大小关系为voa＞vocC．v正(A)＝v逆(B)时，反应达到平衡D．T1

℃时，若容器容积改为1L，反应相同时间，B体积分数较原来增大【答案】C【答案】B突破二催化剂、活化能与化学反应速率下列说法错误的是

(

)A．使用上述催化剂能加快正、逆反应速率B．反应②的活化能比反应①大C．过程中既有V－O键的断裂，也有V－O键的形成D．该反应的催化剂是V2O5【答案】B【解析】催化剂能同等程度加快正、逆反应速率，A正确；活化能越大反应越慢，反应②的活化能比反应①小，B错误；反应①有V－O键的断裂，反应②有V－O键的形成，C正确；根据图示，V2O5是该反应的催化剂，D正确。【答案】B突破三有关化学反应速率的几种图像【答案】B【解析】升温，正、逆反应速率同时增大，但由于该反应是放热反应，逆反应速率增加的幅度更大一些，t1后正反应速率应该逐渐增大，A错误；加压，正、逆反应速率同时增加，C错误；降温，正、逆反应速率瞬间减小，D错误。8．(2021·湖北部分重点中学测试)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)，同时有氢气生成。反应中，每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应时，下列有关表达正确的是

(

)A．Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B．Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C．Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D．Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量【答案】A研解素养悟法猎技2速率常数是近几年高考题中出现的一种计算题型，一般融合在化学反应原理综合题中呈现，常结合化学平衡常数、速率计算与比较一起考查，旨在考查考生接受信息的能力与计算能力，同时培养考生的“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等方面的化学核心素养。微素养12反应速率常数k正与k逆——变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等1．速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。速率常数不随反应物浓度的变化而改变。

因此可以利用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2．速率常数的影响因素速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。【答案】D【答案】D(2)对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________(填字母)。A．增加甲烷浓度，r增大B．增加H2浓度，r增大C．乙烷的生成速率逐渐增大D．降低反应温度，k减小【答案】(1)(1－α)

(2)AD【解析】

(1)根据r＝k×cCH4，若r1＝kc，甲烷转化率为α时，甲烷的浓度为c(1－α)，则r2＝kc(1－α)，所以r2＝(1－α)r1。(2)增大反应物浓度反应速率增大，A正确；由速率方程可知，初期阶段的反应速率与氢气浓度无关，B错误；反应物甲烷的浓度逐渐减小，结合速率方程可知，乙烷的生成速率逐渐减小，C错误；化学反应速率与温度有关，温度降低，反应速率常数减小，D正确。【答案】①22

0.02

②大于1.3由于影响化学反应速率的因素较多，为查清某个因素对化学反应速率的影响，需要控制其他因素相同或不变，再进行实验。“控制变量的思想”在广东自主命题的化学卷中体现得尤为明显，重点是培养考生的“科学探究与创新意识”等化学核心素养。微素养13“控制变量法”探究反应速率的影响因素——科学探究与创新意识1．常见考查形式(1)常以表格的形式给出多组实验数据，让学生通过对比两组数据，找出唯一的变化量，确定该组实验探究的是哪种因素对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析某一种因素对化学反应速率的影响。2．解题策略A．实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量B．实验①和实验②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2＋对反应起催化作用C．实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和实验③是探究温度对化学反应速率的影响D．实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝2.5×10－4mol·L－1·s－1【答案】D1．(2021·河北邯郸永年一中学月考)探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示。下列说法不正确的是 (

)A．a<12.7B．b>6.7C．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1)D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢【答案】C【解析】由表中数据可知，实验2的温度比实验1的高，其余条件均相同，故反应2的反应速率比实验1的快，故褪色时间更短，a<12.7，A正确；由表中数据可知，实验4为未使用催化剂，其余数据均与实验3相同，故实验4的反应速率比实验3慢，故褪色时间更长，b>6.7，B正确；由表中数据可知，实验1中KMnO4的浓度是实验3的10倍，但所用时间仅是实验3的2倍不到，故用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)，C错误；反应生成的气体只有二氧化碳，相同条件下可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢，D正确。2．(2022·北京顺义第二次统练)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋溶液中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物，羟基自由基的产生与溶液pH大小有关。现运用该法降解有机污染物p－CP探究有关因素对该降解反应速率的影响。【实验过程】取20mL工业废水，加入一定量FeSO4溶液和NaOH溶液，调节Fe2＋浓度和pH，再加入一定浓度的H2O2，用数据采集器测定p－CP的变化情况。【实验数据】实验编号H2O2溶液Fe2＋溶液蒸馏水pH温度c/mol·L－1V/mLc/mol·L－1V/mLV/mLT/K①6.0×10－31.50.30×10－33.5103298②6.0×10－31.50.30×10－33.5103313③6.0×10－33.50.30×10－33.583298④6.0×10－31.50.30×10－34.593298⑤6.0×10－31.50.30×10－33.51010298下列说法中不正确的是

(

)A．实验①②说明，其他条件相同时，适当升温可以提高降解速率B．实验①③的目的是探究H2O2浓度对降解速率的影响C．实验①③④说明浓度改变对降解速率的影响H2O2大于Fe2＋D．实验⑤降解反应趋于停止的原因可能是Fe2＋与H2O2反应生成Fe(OH)3沉淀【答案】C【解析】实验②相比于①只升高了温度，且②的曲线斜率更大，故反应速率更大，A正确；实验①和③相比总体积相同(15mL)，而H2O2的物质的量不同，故可探究H2O2浓度对降解速率的影响，B正确；①③变化的是H2O2的浓度，①④变化的是Fe2＋浓度，但是仅一组对比实验，无法得到该结论，C错误；在pH＝10时会发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓，D正确。3．(2022·广东佛山顺德期末)某化学小组设计实验探究影响乙酸乙酯水解速率的因素，回答下列问题：编号①②③④温度/℃50505075乙酸乙酯/mL3333NaOH溶液/mL250V2稀H2SO4溶液/mL0020蒸馏水/mL3V133(1)请完成上表，其中V1＝________，V2＝________。(2)实验①和实验______探究温度对反应速率的影响；②试管中的酯层减少比①试管更快，说明______________________。(3)下列有关实验③的说法正确的是__________。A．酯层体积不再改变时，说明反应停止B．其他条件不变，将酯的用量增加1倍，则反应开始时速率提高1倍C．v(CH3COOC2H5)正＝v(CH3COOH)逆时，说明反应达到平衡状态D．n(CH3COOC2H5)＝n(CH3COOH)＝n(C2H5OH)时，反应达到平衡状态【答案】(1)0

2(2)④氢氧化钠的浓度越大，乙酸乙酯水解的速率越快(3)C【解析】(3)酯层体积不再改变时，说明反应达到了平衡状态，但反应没有停止，A错误；其他条件不变，将酯的用量增加1倍，反应速率加快，化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时反应速率，因此反应开始时速率不是提高1倍，B错误；当v(CH3COOC2H5)正＝v(CH3COOH)逆时，说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，C正确；n(CH3COOC2H5)＝n(CH3COOH)＝n(C2H5OH)时，不能表示物质的量是否不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误。真题体验领悟高考31．(2021·湖南卷)铁的配合物离子(用[L－Fe－H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：【答案】D2．(2021·辽宁卷)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是 (

)A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C．条件①，反应速率为0.012mol·L－1·min－1D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L－1时，半衰期为62.5min【答案】B下列说法正确的是 (

)A．600～1200s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4mol·L－1·s－1B．反应至2220s时，放出的O2体积为11.8L(标准状况)C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)D．推测上表中的x为3930【答案】D即在标准状况下的体积为0.0525mol×22.4L/mol＝1.176L，B不正确；反应达到平衡时，应为2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，C不正确；分析表中数据可知，该反应经过1110s(600－1710,1710－2820)后N2O5的浓度会变为原来的1/2，因此，N2O5的浓度由0.24mol·L－1变为0.12mol·L－1时，可以推测上表中的x为(2820＋1110)＝3930，D正确。4．(2021·河北卷)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z，反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化的情况如图所示，下列说法错误的是 (

)A．0～30min时间段内，Y的平均反应速